建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化

武曉雨

【摘要】本文主要針對(duì)地下車庫(kù)設(shè)計(jì)中的常見問題，并結(jié)合自己工作中的具體項(xiàng)目，重點(diǎn)對(duì)建筑設(shè)計(jì)中可以進(jìn)行優(yōu)化的方面做主要的介紹和總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】地下車庫(kù)；柱網(wǎng)尺寸；層高；設(shè)備機(jī)房

1、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

西寧辦公樓、公寓及地下車庫(kù)項(xiàng)目的總建筑面積為：154815㎡，其中地上建筑面積為：113161㎡，地下建筑面積：41654㎡，地上建筑功能為：用地內(nèi)的北側(cè)為兩棟24層99.6m高的A級(jí)寫字樓和 3層高的商業(yè)裙房，裙房包括寫字樓配套功能用房和銀行、餐飲等功能；用地內(nèi)的南側(cè)為兩棟20層81.9m高的酒店式公寓樓；在用地內(nèi)西側(cè)和南側(cè)，與寫字樓和公寓緊挨著的為地上兩層地下一層的13.6m高的沿街商業(yè)，它與用地南面的大型商業(yè)和用地西面酒店用地內(nèi)的沿街商業(yè)相對(duì)應(yīng)，形成全長(zhǎng)370m的T字形大型商業(yè)街。雖然用地內(nèi)的建筑密度較大，但還是在辦公和公寓樓中間預(yù)留出了大面積的集中綠地，同時(shí)地下車庫(kù)的入口也設(shè)置在此處，如圖1。本項(xiàng)目的地下為用地內(nèi)滿鋪的三層（局部四層）多功能地下室，其中，辦公樓地下主要設(shè)置了員工餐廳、大型設(shè)備用房和銀行的金庫(kù)、檔案庫(kù)以及作為銀行備用電源的柴油發(fā)電機(jī)房等，其他地下位置則以機(jī)動(dòng)車庫(kù)為主同時(shí)兼顧戰(zhàn)時(shí)人防功能，公寓樓下3.3m高的夾層則作為自行車庫(kù)使用。在地下車庫(kù)的西側(cè)和南側(cè)還設(shè)置了兩個(gè)連通口，分別與酒店和大型商業(yè)的地下車庫(kù)連通。

2、軸網(wǎng)的制定和優(yōu)化

建筑中的軸網(wǎng)就好像建筑的骨架，制約著承重結(jié)構(gòu)的布置方案。制定合理的柱網(wǎng)尺寸，有利于建筑平面布局的合理性和提高內(nèi)部空間的使用效率，同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)受力和結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性也有直接影響。需要設(shè)計(jì)師綜合各方面因素來(lái)合理制定建筑軸網(wǎng)尺寸，并且在設(shè)計(jì)的過程中進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，以便更好的滿足各專業(yè)的使用要求和工程的經(jīng)濟(jì)要求。

（1）建筑軸網(wǎng)的制定：

眾所周知，地下車庫(kù)最經(jīng)濟(jì)的柱網(wǎng)尺寸為8.1mX8.1m。但是由于本項(xiàng)目地下室內(nèi)有人防，地面上通行消防車且有1.6m深的覆土，而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承受的荷載較大，同時(shí)考慮到本項(xiàng)目?jī)?nèi)功能復(fù)雜，不同尺寸的軸網(wǎng)在地下平面銜接處時(shí)需由結(jié)構(gòu)梁斜向搭接的要求，都會(huì)最終造成柱子截面尺寸較大和不規(guī)則，所以初步?jīng)Q定采用8.4mX8.4m的軸網(wǎng)。但是由于地上西側(cè)的沿街商業(yè)要與對(duì)面酒店商業(yè)的8.3m開間尺寸統(tǒng)一，所以最終在辦公和公寓樓之間的地下范圍采用了8.4mX8.3m的柱網(wǎng)。而公寓下的車庫(kù)因受到地上公寓軸網(wǎng)的限制最終開間為8.1m，為保證停車效率，與結(jié)構(gòu)專業(yè)商量將結(jié)構(gòu)柱子尺寸盡量只在進(jìn)深方向增加，以保證面寬方向每跨內(nèi)可以停3輛輕型車的可能。公寓南側(cè)車庫(kù)因地上沿街商業(yè)的限制，采用了8.4m的開間，并在公寓與商業(yè)間設(shè)置伸縮縫進(jìn)行尺寸轉(zhuǎn)換。

（2）結(jié)合總平面圖調(diào)整建筑軸網(wǎng)關(guān)系

在總平面圖中，各建筑間的距離和相互位置直接影響地下軸網(wǎng)是否合理、經(jīng)濟(jì)。通過調(diào)整公寓和辦公兩樓之間的距離，保證地下柱網(wǎng)的尺寸規(guī)整且利于停車位的布置，盡量做到地下停車效率最大化；再調(diào)整公寓和辦公樓水平方向相互的位置，盡量保證地下軸網(wǎng)的對(duì)應(yīng)和統(tǒng)一。項(xiàng)目?jī)?nèi)建筑的關(guān)系確定后，再調(diào)整本項(xiàng)目與南側(cè)大型商業(yè)和西側(cè)酒店項(xiàng)目的柱網(wǎng)關(guān)系，從而確保沿街商業(yè)的對(duì)應(yīng)以及實(shí)現(xiàn)車庫(kù)通道的連接。除此，小區(qū)內(nèi)的道路，地下車庫(kù)入口位置等都需要結(jié)合地下柱網(wǎng)來(lái)統(tǒng)一考慮。

（3）其它

地下車庫(kù)的軸網(wǎng)尺寸還需要結(jié)合地上建筑功能和地下室自身功能的需要，并兼顧地下室停車效率、地下室層高、結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸要求等諸多因素，在本項(xiàng)目中因?yàn)橐c周邊酒店和大型商業(yè)的地下車庫(kù)相連，所以周邊建筑車庫(kù)的軸網(wǎng)尺寸的影響也要同時(shí)考慮。

3、地下車庫(kù)層高的確定

（1）地下室層高的確定，與結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。

本項(xiàng)目為了在滿足使用要求的情況下盡量降低車庫(kù)層高，除了汽車坡道區(qū)域外地下車庫(kù)頂板均采用了無(wú)梁樓蓋結(jié)構(gòu)，汽車坡道開洞區(qū)域采用梁柱結(jié)構(gòu)。經(jīng)過計(jì)算：地下一層無(wú)梁區(qū)域：板厚400mm、柱帽高900mm，梁柱區(qū)域：梁高1000mm、板厚300mm；地下二、三層無(wú)梁區(qū)域：板厚300mm、柱帽高600mm，梁柱區(qū)域：梁高700mm、板厚250mm；綜合各專業(yè)的實(shí)際情況和規(guī)范要求我們將地下車庫(kù)的層高都定為3.6m，并將各專業(yè)的設(shè)備管線盡量布置在無(wú)梁區(qū)域，經(jīng)過管線綜合設(shè)計(jì)，最后無(wú)梁區(qū)域的凈高在2.6m左右，梁柱區(qū)域的凈高在2.3m左右，比起以往相同情況下，只用梁柱結(jié)構(gòu)的項(xiàng)目每層減小了至少0.3m的層高，地下3層共減少0.9m，有效的減少了施工的挖方量和結(jié)構(gòu)的建造成本。需要注意的是當(dāng)采用無(wú)梁樓蓋時(shí)，由于柱上板帶和跨中板帶對(duì)開設(shè)洞口的大小和位置有嚴(yán)格的要求，所以設(shè)計(jì)時(shí)需要特別注意集水坑、設(shè)備管井、風(fēng)井等板上開洞的位置和大小，并且做到及時(shí)與結(jié)構(gòu)專業(yè)以及其他相關(guān)專業(yè)進(jìn)行溝通和圖紙核對(duì)。

（2）結(jié)合項(xiàng)目地勘確定地下基礎(chǔ)高度和位置。

本項(xiàng)目的基礎(chǔ)形式采用獨(dú)立柱基+抗水板，根據(jù)地勘報(bào)告中對(duì)天然地基評(píng)價(jià)，可將第三層卵石層作為天然地基持力層，該層的地下高度約為-12.88m至-17.77m.，平均厚度3.49m，因此該項(xiàng)目地下室總高度需控制在-12m至-13m之間。

（3）地下室層高的確定與室內(nèi)建筑功能有關(guān)。

地下室層高的確定需要根據(jù)不同房間對(duì)室內(nèi)凈高要求綜合考慮，主要體現(xiàn)在設(shè)備用房方面，需要根據(jù)各自的使用要求和情況確定位置和高度。本項(xiàng)目地下室需要布置的設(shè)備用房有水泵房、變配電室、制冷機(jī)房、空調(diào)機(jī)房，其他功能房間為員工食堂、廚房、辦公、庫(kù)房以及后來(lái)甲方要求的銀行金庫(kù)和檔案室。根據(jù)各個(gè)功能房間的使用要求、面積、層高等因素，將員工食堂、廚房和變配電室設(shè)在地下一層，層高為5.2m，并為其各自配置相應(yīng)的疏散樓梯；為了與車庫(kù)底板高度一致，便將地下二、三層均設(shè)為3.6m高，因水泵房和制冷機(jī)房?jī)?nèi)的荷載較大將其設(shè)置在地下三層且貼鄰設(shè)置，以便為其設(shè)置共用吊裝孔，其中水泵房根據(jù)具體需要調(diào)整局部層高，而制冷機(jī)房設(shè)為兩層通高；最后在其他位置設(shè)置空調(diào)機(jī)房、辦公室和庫(kù)房等。此時(shí)辦公樓地下室總高度為12.4m，同時(shí)也滿足地下基礎(chǔ)利用天然地基持力層的設(shè)置深度。

4、合理設(shè)置地下室用地范圍

為節(jié)省造價(jià)，本項(xiàng)目在方案設(shè)計(jì)時(shí)盡量將地下室設(shè)置的規(guī)整以減小外墻長(zhǎng)度。但在設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)將原設(shè)計(jì)的地下室外墻局部向里挪了一跨，主要是考慮到項(xiàng)目施工時(shí)對(duì)現(xiàn)狀建筑的影響，以及對(duì)相鄰較近建筑的支護(hù)要求等因素。

5、優(yōu)化設(shè)備機(jī)房、人防出口增加地下車庫(kù)的有效停車面積

項(xiàng)目在設(shè)計(jì)時(shí)盡量將可以合并的出入口、設(shè)備機(jī)房等合并使用。例如：將地下二層的兩個(gè)防護(hù)單元的人防主要出入口合并使用，將可不再劃分防護(hù)單元的地下三層人防的主要出入口與地下二層的另一個(gè)主要出入口合用。以減少人防出入口數(shù)量。

在防火分區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)，盡量將相鄰防火分區(qū)內(nèi)的通風(fēng)機(jī)房和通風(fēng)豎井合并使用；人防設(shè)計(jì)時(shí)，使進(jìn)、排風(fēng)機(jī)房可以通過平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換同時(shí)滿足平時(shí)與戰(zhàn)時(shí)的使用要求，目的也是為了減少因分設(shè)機(jī)房而占用停車面積，以及風(fēng)井出地面的數(shù)量。

6、合理設(shè)置設(shè)備機(jī)房的位置

設(shè)計(jì)時(shí)將通風(fēng)機(jī)房、配電室、報(bào)警閥室等小面積設(shè)備機(jī)房布置在車庫(kù)的轉(zhuǎn)角處或坡道下方等位置，盡量少占用停車位，提高車庫(kù)的利用率。水泵房?jī)?nèi)的生活水箱間以及消防水箱間可安排在空間較高且平面不規(guī)則不便于布置其他功能房間的位置。

布置設(shè)備機(jī)房位置時(shí)，盡量將機(jī)房放在便于各專業(yè)設(shè)備管道平行布置的位置，避免因設(shè)備管道交叉造成建筑內(nèi)凈高降低的情況，提高建筑空間利用效率。同時(shí)將荷載較大的設(shè)備用房安排在建筑底層，可避免因結(jié)構(gòu)構(gòu)件過大，而占用建筑室內(nèi)的空間高度。

7、充分利用自然通風(fēng)采光

充分利用項(xiàng)目現(xiàn)狀資源，優(yōu)先采用地下室自然通風(fēng)和采光，減少設(shè)備機(jī)房數(shù)量和設(shè)備后期營(yíng)運(yùn)成本，通風(fēng)系統(tǒng)可采用自然進(jìn)風(fēng)+誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)的做法。本項(xiàng)目的公寓樓利用室內(nèi)外的高差，在地下夾層（自行車庫(kù)）設(shè)置高窗解決通風(fēng)采光問題；在辦公樓首層配合外立面效果開設(shè)窗井，為辦公樓地下走道及部分房間解決通風(fēng)問題。

8、充分利用現(xiàn)狀用地內(nèi)的地形高差

本項(xiàng)目用地為南高北低，即公寓樓比辦公樓首層地面高1.7m，利用1.7m的地面高差以及車庫(kù)覆土厚度1.6m，在公寓樓與地下車庫(kù)間設(shè)置3.3m高的夾層，作為公寓樓的自行車庫(kù)。

結(jié)語(yǔ)：

項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過程往往是復(fù)雜的，所涉及到的問題也是多樣的，所以設(shè)計(jì)的方案和解決問題的方法并不是單一的，建筑師需要根據(jù)項(xiàng)目的具體情況進(jìn)行綜合的分析、比較，從中選擇最適合的方式。